《汽車構造》三級項目報告

1、汽車構造三級項目報告題目：本田CBR600發(fā)動機與別克英朗2H0發(fā)動機對比 班 級： 12級車輛工程一班 姓 名： 郭圣川 學 號： 120113030027 指導教師： 夏懷成 提交時間： 2014.12 目錄一、 項目意義2二、 發(fā)動機介紹21.本田CBR600發(fā)動機:22.別克英朗發(fā)動機:3三、 結構及原理的對比41. 整機尺寸及結構對比42. 缸體對比53. 缸蓋對比64. 活塞對比75. 配氣機構對比86. 曲軸對比97. 潤滑系統(tǒng)的對比10(1) 機油泵對比11(2) 機油噴嘴對比13(3) 油底殼對比14四、 冷卻系統(tǒng)對比15五、 性能對比161.發(fā)動機參數對比162.動力特性對

2、比17六、 總結18七、 感悟181、 項目意義通過拆裝兩臺發(fā)動機，比較CBR600發(fā)動機和英朗乘用車發(fā)動機的各機構和系統(tǒng)在結構、原理與性能方面的區(qū)別。2、 發(fā)動機介紹1.本田CBR600發(fā)動機: 本次拆解的CBR600發(fā)動機裝備于Honda CBR600 RR摩托車，CBR600作為動力性能比較強勁的超級摩托車裝備了排量為599cc的高轉速直列四缸式發(fā)動機。600cc的排量在超級摩托車中雖然不是最大排量，但是動力已經十分強勁。圖CBR600發(fā)動機2.別克英朗發(fā)動機: 經測量和計算排量為1.8L，根據排量、應用車型和生產年份查得發(fā)動機型號為通用旗下Ecoboost系列的2H0發(fā)動機，配備有DV

3、VT技術。裝備于通用旗下別克英朗，雪佛蘭科魯茲、景程等乘用車。圖英朗2H0發(fā)動機3、 結構及原理的對比1. 整機尺寸及結構對比發(fā)動機型號橫向縱向長度CBR600550500600英朗2H0800900540單位：mm做為四缸機并且變速箱和離合器在發(fā)動機內部，相比于民用車CBR600整體尺寸可謂十分緊湊。受制于摩托車橫向尺寸的限制，其橫向尺寸相比于英朗發(fā)動機小很多。其缸體大角度的傾斜和不規(guī)則的油底殼形狀也使動力系統(tǒng)在有限的空間內得到最理想的布置。其動力系統(tǒng)質量高度集中也有利于減小整車的轉動慣量提高摩托車的操控性能。整機結構十分復雜并且做工十分細致，雖然這樣的加工成本很高將輕量化做到了極致，發(fā)動機

4、干重僅55kg。英朗1.8L 2H0發(fā)動機整體尺寸較大縱向尺寸較CBR600大很多主要是得益于英朗發(fā)動機在發(fā)動機艙中有寬大的布置空間、而且機油尺、機油加注口等多數零部件均安放在發(fā)動機上部或外部便于平時的保養(yǎng)和檢修。圖CBR600與英朗2H0發(fā)動機2. 缸體對比通過對比我們可以發(fā)現(xiàn)：CBR600發(fā)動機缸體采用了密度小、強度高、導熱性好的鋁合金材質，并且在缸體上直接加工出缸套，缸套周圍有大容積的水套以滿足其作為大功率摩托車發(fā)動機的散熱需求。其整體結構十分緊湊，其他零部件的安裝位置錯綜復雜并且集中，在量產車中將輕量化做到了極致。圖CBR600缸體英朗2H0發(fā)動機缸體采用了密度較大、強度很高、導熱性相

5、對較差但很便宜的鑄鐵材質，并且鑲嵌缸套，這顯然是出于成本的考慮。而且考慮到其裝備在舒適型轎車上其整機性能并不需要太強，其散熱量相對較小，綜合性能、耐久性、發(fā)動機安裝位置、平時檢修保養(yǎng)的操作難易性、成本、車型價格等因素其采用鑄鐵缸體也是理想的選擇。圖2H0的缸體3. 缸蓋對比 兩臺發(fā)動機缸蓋均為鋁合金材質均是為散熱和發(fā)動機整體耐用性做出了綜合的考量，但是CBR600發(fā)動機在細節(jié)之處仍強于2H0也可以看出其輕量化的訴求。左圖2H0發(fā)動機缸蓋、右圖CBR600缸蓋4. 活塞對比圖片中左側為CBR600發(fā)動機活塞連桿組，右側為英朗2H0發(fā)動機活塞連桿組。由對比我們可以發(fā)現(xiàn)兩種發(fā)動機均采用了自然吸氣式汽

6、油機應用最多的平頂式活塞，圖片中左側為CBR600發(fā)動機活塞上氣門對應位置頂部凹坑很深，一是因為此發(fā)動機壓縮比較大，并且發(fā)動機設計轉速較高，氣門行程較長。而英朗發(fā)動機的頂部同樣有此設計但是其壓縮比較小，工作轉速相對較低，氣門行程短凹坑淺。這樣的設計是考慮到氣門工作極限位置為了避免活塞頂到氣門。CBR600的連桿比也較2H0發(fā)動機的連桿比小，這也是短行程高轉速發(fā)動機的通用設計準則。5. 配氣機構對比上圖中為CBR600發(fā)動機的凸輪軸正時鏈輪。下圖中為英朗發(fā)動機的凸輪軸的正時鏈輪。通過對比我們可以發(fā)現(xiàn)CBR600作為高性能發(fā)動機并且考慮到它的轉速區(qū)間和實際的使用情況其進排氣機構均針對高轉速設計，采

7、用了承載能力更強、更為可靠的鏈傳動并且沒有可變正時配氣機構。而下圖中英朗配氣機構采用了成本較低卻易于維護正時皮帶輪傳動。并且?guī)в幸簤旱目勺兣錃舛〞r機構，顯然是出于燃油經濟性和成本的設計。6. 曲軸對比上圖為CBR600發(fā)動機曲軸、下圖為英朗發(fā)動機曲軸 通過對比我們可以發(fā)現(xiàn)CBR600的曲軸其中一個曲拐被設計成齒輪，曲軸一端被設計成了發(fā)電機的轉子,并且也沒有安裝飛輪的法蘭盤。而英朗的采用了傳統(tǒng)汽油機曲軸的結構形式。 CBR600發(fā)動機曲軸的特殊設計最大的原因是因為離合器和變速箱都集成在了發(fā)動機內，圖中紅圈內的齒輪與曲軸上齒輪相嚙合（嚙合圖如紅圈中所示）。原理：這個齒輪與慣性較大的離合器總成直接相

8、連，離合器總成間接的充當了飛輪這樣設計的好處就是最大程度的減少了發(fā)動機的橫向尺寸以滿足摩托車整體的設計要求。7. 潤滑系統(tǒng)的對比(1) 機油泵對比CBR600機油泵 上面三個圖中可以看出CBR600發(fā)動機和變速箱集成在一起，而且共用一個機油泵，并且機油同時要對變速箱潤滑，機體上的潤滑油道錯綜復雜。右圖中為英朗發(fā)動機的機油泵安裝位置，二種發(fā)動機均采用了齒輪泵式機油泵。原理是通過齒輪泵內齒輪的旋轉產生泵油作用。圖CBR600潤滑系工作原理 兩種發(fā)動潤滑系統(tǒng)最大的差別在于CBR600有機油散熱器，以保證大功率、高轉速的摩托車發(fā)動機的機油的正常工作溫度。原理：通過機油泵將油底殼中的機油吸取后再泵到機油

9、濾清器經過濾清器后進入內置多個散熱片的機油散熱器，機油冷卻后再進入主油道，而機油散熱器的外殼與冷卻系統(tǒng)相連以冷卻機油。(2) 機油噴嘴對比圖CBR600機油噴嘴圖2H0機油噴嘴 英朗發(fā)動機和CBR600都有針對活塞散熱和潤滑的機油噴嘴（上圖）來提供機油為活塞冷卻和潤滑，英朗為各缸獨立的噴嘴而CBR600是一根油管上開孔來噴射。另外由于CBR600轉速較高并且變速箱集成在發(fā)動機中，可以靠飛濺潤滑來滿足潤滑要求。(3) 油底殼對比上圖中為CBR600不規(guī)則形狀的鋁制油底殼，下圖為油底殼的布置位置。通過觀察我們可以發(fā)現(xiàn)CBR600發(fā)動機油底殼上開有很多散熱肋片和加強筋，通過研究我們發(fā)現(xiàn)這樣的設計是由

10、于CBR600的發(fā)動機功率較大，并且油底殼布置位置在排氣管附近（紅圈所示），為了避免排氣管對機油的二次加熱必須增加油底殼的散熱片，而多個肋板設計也是充分考慮到了摩托車沒有民用車的發(fā)動機下護板，以免側摔、托底或者飛濺的石子對油底殼造成損壞。非常深的油底殼凹槽也是由于摩托車側傾角度很大必須保證發(fā)動機在任何時刻都有機油供應，完全是為了高性能的設計。左圖中為英朗發(fā)動機油底殼，下圖為集濾器的濾網 由對比我們可以發(fā)現(xiàn)英朗發(fā)動機的油底殼集成了濾網、機油集濾器和背壓閥的安裝座，其一體化的設計也與符合當今乘用車發(fā)動機油底殼的設計潮流。油底殼相對規(guī)整下凹程度較小，從中我們可以看到設計初衷僅為滿足民用車發(fā)動機的潤滑

11、需求。4、 冷卻系統(tǒng)對比 兩種發(fā)動冷卻系統(tǒng)相同均采用水冷形式，但是CBR600管多了機油散熱器的支路。5、 性能對比1. 發(fā)動機參數對比發(fā)動機型號CBR600英朗2H0排量599cc1796cc干重55Kg118Kg缸徑X行程67 mm x 42.5 mm80mm x 96 mm壓縮比12.2:110.5:1冷卻方式水冷水冷最大功率75KW/12700rpm105KW/6300rpm最大扭矩59.7N.m/11300rpm177N.m/3800rpm最高轉速15000rpm6800rpmCBR600的壓縮比達到了12.2:1，這樣的設計完全在有限的發(fā)動機排量內追求更高的發(fā)動機效率，其最大功率為

12、75KW，最大扭矩59.7N.m。其升功率達到了167.75hp/L（125Kw/L）但是其排量卻僅有599CC。2H0的壓縮比為10.5:1，90#汽油以上就可滿足標準，其最大功率為105KW，最大扭矩177N.m，升功率為58.46KW/L。雖然其最大功率和最大扭矩都比CBR600大，但是比較兩者的升功率可知CBR600的125Kw/L要遠遠高于2H0的58.46KW/L。2. 動力特性對比 CBR600外特性曲線2H0發(fā)動機外特性曲線 由圖中看出兩臺發(fā)動機的外特性曲線有很大的差異，CBR600發(fā)動機轉速非常寬泛從100015000rpm，而英朗2H0發(fā)動機轉速為7506800rpm，發(fā)動

13、機動力特性有很大的不同。CBR600發(fā)動機功率特性曲線在100013000rpm之間上升比較線性，到了12700rpm達到最大功率點75Kw。CBR600扭矩特性整體呈較為理想的平臺狀從而保證了發(fā)動機在低轉速就有充足的扭矩儲備能夠為車輛的隨時加速做準備，隨著轉速的升高扭矩逐漸增大在摩托車常用的40008000rpm扭矩逐步上升，高轉速扭矩非常充足以保證加速能力的持續(xù)性，這樣的調教和設計完全是為了追求高性能而沒有過多的考慮燃油經濟性。 英朗2H0發(fā)動機功率特性雖然較為線性，但是絕大多數扭矩都在民用車經常用到的20004000rpm發(fā)揮出來，而且隨著轉速的升高扭矩也有一定程度的下降，而沒有調教出C

14、BR600那樣激進的動力性能。強勁的動力性能不是它的賣點，較為平順的輸出和良好的燃油經濟性才是它的設計取向。6、 總結 通過共同研究、對比兩臺發(fā)動機我們發(fā)現(xiàn)由于兩種不同型號的發(fā)動機裝配在完全取向不同的車型上，CBR600做為價格昂貴的高性能摩托車發(fā)動機其設計目標就是追求極致的動力性和輕量化來滿足車輛的性能要求，而英朗2H0作為乘用車的發(fā)動機考慮了產量、成本、維修、保養(yǎng)、燃油經濟性等一些列問題，設計目標就是性能夠用，較為平順且易于操控的發(fā)動機。7、 感悟 通過三級項目，首先我們通過研究學習體會到了對于不同類型的車型會有不同的發(fā)動機設計，領會到了設計師的設計意圖。其次我們培養(yǎng)了自己分析思考問題的能力并且充分的將理論和實踐結合起來。而且拆裝過程也使我們充分參與到了項目中，不同于以往老師只演示學生只聽的教學模式。這